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          請注意!垂直起降固定翼被納入無人機培訓體系

          宇辰網無人機資訊 2021-08-21 09:51:33

          [宇辰導讀]在現有的固定翼、直升機、多旋翼、飛艇四類無人機的基礎上,垂直起降固定翼作為第五類無人機被新納入AOPA的無人機培訓體系。

          2016年6月22日,經過成都縱橫自動化技術有限公司的多次申請和情況說明,AOPA無人機管理辦同意在現有的固定翼、直升機、多旋翼、飛艇四類無人機的基礎上,將垂直起降固定翼作為新一類無人機納入AOPA的無人機培訓體系中。

          審定現場

          那么問題來了,對于垂直起降固定翼無人機你又了解多少呢?

          什么是垂直起降

          垂直起降技術顧名思義就是飛機不需要滑跑就可以起飛和著陸的技術。它是從50年代末期開始發展的一項航空技術。

          這里把飛機的飛行分為三個主要階段,即起飛、平飛和降落,其中飛機實現起飛和降落的方式就是滑跑方式,所以需要機場跑道。而垂直起降主要指固定翼飛機可以不用借助跑道而在原地就能垂直起飛和垂直降落,可以不用機場跑道,所以一直是航空人士追求的一個目標。一般像直升飛機、氣球等的飛行不作為垂直起降來考慮。

          垂直起降技術的誕生主要是因為飛機滑跑起飛方式的不足,特別是在歷次戰爭中的表現,讓飛機的垂直起降進入人們的視線。二戰及中東戰爭等戰爭直接對敵方機場的襲擊讓人們感受到了需要跑道的滑跑式飛機的不足之處,而冷戰則是垂直起降技術的催化劑。二戰后的五六十年代,在極有可能爆發核戰爭的陰影下,人們擔心出現核大戰對機場造成破壞、常規飛機無法出動的局面,所以催生了固定翼飛機的垂直起降技術。垂直起降飛機減少或基本擺脫了對跑道的依賴,只需要很小的平地就可以拔地而起和垂直著陸,所以在戰爭中飛機可以分散配置,便于靈活出擊、轉移和偽裝隱蔽,不易被敵方發現,出勤率也大幅提高,并且對敵方的打擊具有很高的突然性,大大提高了飛機的戰場生存率。

          另外,具有垂直起降能力的飛機不需要專門的機場和跑道,這樣就省去了昂貴的機場建設費用,不用驅鳥了,也能在惡劣氣象條件下起降,好處太多,降低了使用成本,所以飛機的垂直起降成了航空發展的一個方向。

          垂直起降彌補諸多技術痛點

          而無人機發展經歷了固定翼-單旋翼-多旋翼三個階段。

          可是不管是哪種翼型的無人機,都或多或少因為技術缺失會戳痛無人機發燒友的“淚點”。比如,多旋翼無人機最大的問題是續航能力比較差,每次只能飛二十幾分鐘,這使得它們的飛行距離和范圍也受到了很大的限制。而固定翼無人機雖然續航能力強速度也更快,但起飛和降落都是十分麻煩的事情。有的是像投射標槍一樣用手扔出去,有的則是用大型彈弓彈射出去。而降落則有可能直接沖地撞毀,軍方甚至嘗試過在無人機降落時用一張大網把它兜住,不夠優雅還有些滑稽。

          垂直起降無人機由于不需要跑道就能起飛,目前在專業級應用領域大受歡迎。但目前不少垂直起降無人機要么就是僅限軍用,要么就是由內燃機提供動力,維護起來十分復雜,或者干脆就是續航時間和載重等較小。

          于是乎,總結起來就是:降空域較小且需求長航時的項目,固定翼無人機無法起降,直升機、多旋翼滿足不了航時需求,無人機“用不了”;大多工業級無人機、質量稍微好一點的無人機則偏貴,無人機“用不起”;無人機買回家了,發現無人機結構復雜,操作繁瑣,怎么使用都“用不好”,想要培養一個高素質的飛手也困難重重。唯有打造出航時長、垂直起降、結構簡單、操作簡單、價格便宜的無人機,才能真正解決讓人煩惱的無人機的“淚點與痛點”。

          德國人總是在解決了所有問題后才會把自己耗盡心血的作品在人們面前拿出來,Hans-Peter Thamm 博士創辦了無人機公司 Aerolution,他們的 SONGBIRD 系列無人機采用固定翼的結構,卻可以實現和多旋翼無人機一樣的垂直起降,不需要跑道或其他輔助設施。其中的秘訣是什么呢?其實是因為它有可以動的螺旋槳。

          ?“大鵬”垂直起降無人機

          而我們的國人一向都很爭氣,也一直走在無人機科技的前沿。例如成都縱橫自動化早在2015年就對外發布CW-20大鵬無人機,采用復合翼形式,以常規固定翼飛行器為基礎,增加多軸動力單元,在起降及低速狀態下按照多軸模式飛行,通過多個螺旋槳產生的拉力克服重力和氣動阻力進行飛行;而在高速狀態下,按照固定翼模式飛行,通過氣動升力克服重力,通過拉力向前的螺旋槳克服氣動阻力實現飛行。

          大鵬使得飛行器能夠實現垂直起降,升空后能夠轉變為固定翼飛行,有業內人士認為,如果像其這樣采用“固定翼+四旋翼”兩者結合的方式,必然要犧牲掉固定翼的航時航速,并不能1+1>2。

          對此,成都縱橫CEO任斌認為,基于現實應用的考慮,固定翼航時的縮短+旋翼機垂直起降帶來的是完成任務的高效。他說,“我們并不是追求技術上的完美,而是在性能上實現最大化,高效率。假如固定翼航時為8個小時,加上旋翼后,只能飛6個小時,但這6個小時對用戶來說足夠了?!?/span>

          復合翼方案無需額外機構,結構簡單;不存在大幅度飛行姿態變化,導航解算容易。因此,復合翼垂直起降方案是目前可靠性最高,技術風險最低的長航時垂直起降無人機方案。

          專家認為垂直起降無人機或成主流

          垂直起降無人機可廣泛應用于航拍測繪、電力巡線、防災減災、地質勘測、城市應急監視、航拍航測、快速運輸等領域。作業任務繁重,旋翼無人機無法快速覆蓋的區域作業環境復雜,固定翼無人機無法找到合適的起降點山區、丘陵區域叢林區域火險巡視,動植物資源查勘,可以保證在山區、丘陵、叢林等復雜地形和建筑物密集區域順利作業。

          美國空軍正關注比常規使用更小的無人機系統(UAS),并且美軍各軍種都對具有垂直起降(VTOL)能力的無人機系統(UAS)產生興趣,在2016年5月新奧爾良舉行的Xponential會議上有關軍方官員表達了上述觀點。美國陸軍希望看到更適用于遠征行動的無人機,能夠為地面機動作戰指揮官提供有效支持,而不是像軍隊近十年來所實施的那種依托于固定設施的行動,垂直起降無人機可能很契合這一目標,而且陸軍正在研究一個未來戰術無人機項目。

          軍事專家表示,垂直起降無人機對于中國來說有著廣闊的應用前景,在海洋維權和低烈度地區沖突中都有著大顯身手的潛力。由于面積狹小,南海島礁如果一味將寶貴的空間用于建設跑道,勢必將限制其他裝備如防空系統、安防系統和雷達系統的部署,而垂直起降無人機則能很好的適應這種作戰環境,它不需要太大的起飛空間,能夠在需要時迅速放飛并執行任務,如果攜帶一定的對空武器和偵察吊艙,能有效提高南海島礁的防御和偵察能力。在兩棲登陸作戰中,這種無人機能夠有效補充傳統固定翼飛機和直升機的作戰空白,大大豐富作戰形式?;蛟S在不久之后,我們就能看到一架架無人機在南海的島礁和海軍戰艦上拔地而起,翱翔在保衛祖國海疆的第一線。


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